nuevos minerales antibacterianos que liberan iones metalicos.

k
OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
19
k
ES 2 080 434
kInt. Cl. : C01G 3/00
11 N.◦ de publicación:
6
51
ESPAÑA
C01G 9/00
C01G 23/00
A61K 7/16
k
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
12
kNúmero de solicitud europea: 92203796.5
kFecha de presentación : 07.12.92
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 547 666
kFecha de publicación de la solicitud: 23.06.93
T3
86
86
87
87
k
54 Tı́tulo: Nuevos minerales que liberan iones metálicos antibacterianos.
k
73 Titular/es: Unilever N.V.
k
72 Inventor/es: Creeth, A.M.,
k
74 Agente: Carpintero López, Francisco
30 Prioridad: 18.12.91 GB 9126888
P.O. Box 760
NL-3000 DK Rotterdam, NL
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.02.96
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 080 434 T3
01.02.96
Aviso:
k
k
Unilever Res. Port Sunlight Lab. y
Molyneux, H.L.,
Unilever Res. Port Sunlight Lab.
k
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
1
ES 2 080 434 T3
DESCRIPCION
Esta invención se refiere a nuevos materiales
minerales que son capaces de liberar iones de cobre y zinc que son eficaces agentes antibacterianos
como cationes acuosos solubles.
En la solicitud de patente europea n◦ 0 368
420 (Unilever), abierta a la inspección pública el
16 de Mayo de 1990, se describen materiales minerales que son capaces de liberar iones de cobre
y zinc. Los materiales minerales descritos en dicha solicitud de patente son materiales del tipo
de la hidrotalquita. Estos materiales tienen una
relación OH/(metal total) de 2, y pueden liberar
iones de metales antibacterianos tales como iones de cobre y zinc durante su disolución lenta en
fluidos orales.
Ahora, la presente invención proporciona nuevos materiales minerales, diferentes, que también
son capaces de liberar iones de cobre y zinc y son
más eficaces que los materiales de tipo de la hidrotalquita arriba mencionados, y que tienen una
relación OH/(metal total) de 12/7.
Los nuevos materiales minerales según la presente invención son sales básicas de metales mezclados con una estructura de cristal en capas que
tienen la siguiente fórmula general
5
10
15
20
25
CuxZny Ti(OH)12 (SO4 ,CO3 )2 .nH2 O
en donde la suma de x e y es 6, siendo x e y
cualquier número o fracción del mismo mayor que
0 y menor que 6, y n es cualquier número que
varı́a desde 1 a 6. Preferiblemente, x varı́a de 1,5
a 4 e y de 4,5 a 2. Preferiblemente, la relación de
y:x varı́a de 1-3.
Ejemplos caracterı́sticos de estos nuevos materiales son
Cu3 Zn3 Ti(OH)12 (SO4 )2 .3H2 O y
30
35
40
Cu1,6 Zn4,4 Ti(OH)12 (SO4 )2 .3H2 O.
Los nuevos materiales minerales de la presente
invención tienen una estructura de cristal en capas y son isoestructurales con el mineral espangolita, descrito por Ankinovich y Potok en Tr. Inst.
Geol. Nauk. Kaz. SSR 15 (1966), página 145
y por Frondel, Amer. Miner. 34 (1939), página
181.
El nuevo material mineral consta de una mezcla aglomerada de cristalitos muy pequeños (con
un tamaño de partı́cula de un orden de magnitud de 5 nm) junto con plaquetas más grandes
(en ocasiones tan grandes como 0,4 µm). Dependiendo de su procedimiento de preparación,
los nuevos materiales minerales están compuestos,
normalmente, por partı́culas con un tamaño de 20
µm o menor, y normalmente tienen un tamaño de
partı́cula medio, medido en un calibrador maestro
Malvern Mastersizer, de 10 µm.
Los nuevos materiales minerales pueden prepararse mezclando una solución acuosa de una sal
de cobre, zinc y titanio con una solución acuosa
alcalina de un hidróxido de metal alcalino, opcionalmente con un carbonato de metal alcalino,
calentar el resultado y filtrar, lavar y secar el resultado.
2
45
50
55
60
65
2
Los nuevos materiales minerales liberan iones
de cobre y zinc que son cationes antibacterianos
eficaces, y por tanto, estos nuevos materiales pueden ser utilizados, de forma ventajosa, para aportar propiedades anti-bacterianas a una variedad
de productos, tales como productos orales, desodorantes, antitranspirantes, productos para el
cuidado de los pies, materiales para embalaje, etc.
Debido a su pequeño tamaño de partı́cula, estos materiales se depositan fácilmente sobre el
sustrato y son retenidos encima del mismo, pudiendo de este modo aportar los cationes antibacterianos, de forma bastante eficaz, a sus sitios
potenciales de acción.
Se ha encontrado que los nuevos materiales
son, en particular, agentes antiplaca útiles para
su empleo en productos orales tales como pastas
de dientes y colutorios. Debido a que liberan los
iones de cobre y zinc bajo condiciones ligeramente
ácidas, estos materiales son capaces de liberar estos iones en los fluidos orales que son ligeramente
ácidos y de ese modo combatir el crecimiento de
la placa dental.
Por tanto, en una realización preferida de la
presente invención, los nuevos materiales minerales se utilizan como agentes antiplaca en un composición oral.
El nuevo material mineral está presente en dicha composición oral en combinación con un diluyente o portador adecuado, por ejemplo un colutorio o una pasta dentı́frica. El nuevo material mineral está presente, de forma deseable, en
una cantidad de por lo menos alrededor del 0,01%
hasta alrededor del 30% en peso, aunque se pueden utilizar cantidades más grandes. Las cantidades preferidas varı́an desde el 0,1% hasta el 15%
en peso de la composición oral.
La composición oral puede contener otros ingredientes utilizados habitualmente para formular tales productos, dependiendo de la forma del
producto oral. Por ejemplo, en caso de una composición oral en forma de una pasta de dientes, el
producto puede contener un agente de limpieza
abrasivo en forma de partı́culas, una fase lı́quida
que contiene un humectante y un ligante o espesante que actúa para mantener el abrasivo sólido
en forma de partı́culas en una suspensión estable
en la fase lı́quida. Un surfactante y un agente saborizante también son ingredientes usuales de las
pastas de dientes comercialmente aceptables.
Los agentes de limpieza abrasivos sólidos en
forma de partı́culas utilizados habitualmente en
las pastas de dientes incluyen sı́lica, alúmina,
alúmina hidratada, carbonato cálcico, fosfato
dicálcico anhidro, fosfato dicálcico dihidratado,
hidroxiapatito en forma de partı́culas y metafosfato sódico insoluble en agua. La cantidad
de agente abrasivo está comprendida, habitualmente, entre aproximadamente el 5% y el 70% en
peso de la pasta de dientes.
Los humectantes habitualmente utilizados son
el glicerol y el jarabe de sorbitol (comprendiendo
habitualmente una solución al 70% aproximadamente). Sin embargo, los técnicos en la materia
conocen otros humectantes, incluyendo propilenglicol, lactitol, xilitol y jarabe de maı́z hidrogenado. La cantidad de humectante puede variar,
en general, desde aproximadamente el 10% hasta
3
ES 2 080 434 T3
aproximadamente el 85% en peso de la pasta
dentı́frica. El resto de la fase lı́quida puede estar compuesto, sustancialmente, de agua.
Asimismo, se han indicado numerosos agentes ligantes o espesantes para su empleo en
dentı́fricos, siendo los preferidos, hidroxietilcelulosa, carboximetilcelulosa sódica, y goma xantana. Otros incluyen ligantes a base de gomas
naturales tales como goma tragacanto, goma karaya y goma arábiga, musgo irlandés, alginatos
y carragenatos. Los agentes espesantes a base
de sı́lica incluyen aerogeles de sı́lica y distintas
sı́licas precipitadas. Se puede utilizar una mezcla
de ligantes. La cantidad de ligante incluı́da en un
dentı́frico está comprendida, en general, entre el
0,1% y el 10% en peso.
Es habitual incluir un surfactante en un
dentı́frico y de nuevo la literatura describe una
amplia variedad de materiales adecuados. Los
surfactantes que han encontrado un amplio uso
en la práctica son el lauril sulfato sódico, el dodecilbenceno sulfonato sódico y el lauroilsarcosinato
sódico.
Se pueden utilizar otros surfactantes aniónicos
ası́ como de otros tipos, tales como surfactantes
catiónicos, anfóteros y no iónicos. Los surfactantes están presentes, habitualmente, en una cantidad comprendida desde el 0,5% hasta el 5% en
peso del dentı́frico.
Los saborizantes que se utilizan habitualmente en los dentı́fricos son los basados en aceites
de menta verde y menta. Ejemplos de materiales
saborizantes utilizados son el mentol, clavo, gaulteria, eucalipto y anı́s. Una cantidad de desde
el 0,1% hasta el 5% en peso es una cantidad
adecuada de saborizante para incorporar en un
dentı́frico.
La composición oral de la invención puede incluir una amplia variedad de ingredientes opcionales. Estos ingredientes incluyen agentes edulcorantes, tales como sacarina; un agente opacificante, tal como el dióxido de titanio; un conservante, tal como formalina; un agente colorante; o
un agente controlador del pH tal como un ácido,
una base o un tampón, tal como ácido benzoico.
Además, pueden incluir agentes anticaries, tales
como fluoruro sódico, fluoruro estannoso, fluorofosfato monosódico; agentes antiplaca, tales como
pirofosfato estannoso, citrato de zinc; agentes antibacterianos tales como 2,4,4’-tricloro-2’-hidroxidifeniléter; agentes anticálculos, tales como pirofosfatos de metales alcalinos; agentes antidientes
sensibles, y ası́ sucesivamente.
Para una discusión más completa de la formulación de las composiciones orales se hace referencia a Harry’s Cosmeticology, séptima edición,
1982, editada por J. B. Wilkinson y R. J. More,
páginas 609 a 617.
La invención también proporciona un procedimiento para tratar la cavidad oral con los nuevos materiales minerales arriba descritos. El tratamiento puede comprender lavar con una suspensión del nuevo material mineral en agua o con
un producto de enjuague bucal provisto de sabor
que contiene el nuevo material mineral o cepillar
los dientes con un producto dental que comprende
el nuevo material mineral.
5
10
15
20
4
Ejemplo 1
1. Sı́ntesis de la muestra 1
Se preparó la solución A mezclando 20,7 g de
ZnSO4 .7H2 O y 18 g de CuSO4 .5H2 O con 37 g de
una solución de Ti(SO4 )2 al 15% (BDH Technical) y diluyendo a continuación con 300 cm3 de
agua. La solución B se preparó disolviendo 57,2 g
de Na2 CO3 y 22,0 g de NaOH en 400 cm3 de agua.
Un vaso de precipitados grande que contenı́a 200
cm3 de agua se dotó de un agitador Heidolph.
La velocidad de agitación se ajustó a 500 rpm, y
a continuación, las soluciones A y B se añadieron
simultáneamente utilizando bombas peristálticas,
con las velocidades de adición ajustadas de forma
que el pH de la mezcla se mantuviera a pH 7.
Las adiciones se continuaron hasta que toda la
solución A se consumió. El resultado se colocó
en una estufa ajustada a 95◦ C durante 24 horas
y el producto se filtró, se lavó con agua y se secó
durante toda la noche a 95◦ C.
2. Análisis
a) Difracción de Rayos X (XRD): las intensidades de los picos encontrados se indican a continuación.
25
30
35
40
45
d/Å
7,32
5,11
4,12
3,58
3,12
Irel
100
5
16
39
26
d/Å
2,70
2,53
2,38
2,16
1,98
b) Composición:
atómica (AA)
Zn
Cu
Ti
Na
SO4
Irel
52
51
9
18
8
d/Å
1,80
1,74
1,56
1,53
1,49
Irel
19
9
19
14
9
Análisis por absorción
21,9%
18,5%
4,6%
2,8%
2,7%
Material volátil total a 900◦C: 28,3%
La composición corresponde a la fórmula:
Zn3,5 Cu3 Ti(OH)12 (SO4 )2 .3H2 O
50
55
60
65
con una impureza de Na2 SO4 y otra pequeña de
Na2 CO3 . En base a los análisis por XRD y AA, se
comprobó que el material presentaba una buena
correlación con la estructura
Zn3 Cu3 Ti(OH)12 (SO4 )2 .3H2 O
3. Liberación por ácido del ión del metal
Se preparó una suspensión de 0,5 g de la muestra anterior en 50 cm3 de agua. La muestra se
agitó con un agitador Heidolph y el pH se calibró
para un ajuste de pH con HNO3 1 M durante
300 segundos. Se retiró una alı́cuota (0,5 cm3 ),
se diluyó hasta 10 cm3 y se centrifugó a 200 rpm
durante 10 minutos. El sobrenadante se analizó
para detectar Cu2+ y Zn2+ por espectroscopı́a de
absorción atómica. Los resultados se indican a
continuación.
3
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5
6
(Cont.)
Concentración de los iones de los metales en
la suspensión original/ppm
pH
7
6,5
6
5,5
5
4,5
4
Cu2+
30
40
130
140
430
985
1410
Zn2+
160
280
530
680
1080
1615
2090
4. Efecto antiplaca
Una suspensión de la muestra anterior (20 µl
por disco) se pipeteó cuidadosamente en discos de
hidroxiapatito lavado con ácido (Synamel, 8 mm
de diámetro). Los discos se secaron en una estufa
a 37◦ C al objeto de producir una pelı́cula de la
muestra sobre la superficie superior del disco. Mediante un ensayo en placa in vitro, se determinó el
efecto de aumentar las cantidades de esta muestra
sobre el crecimiento en la placa. Los discos recubiertos con esta muestra fueron inoculados con
Streptococcus sanguis 209 y a continuación se incubaron a 38◦ C durante 18 horas bajo una exposición intermitente a un caldo de cultivo estéril de
una infusión de cerebro y corazón [Brain Heart Infusion] (suplementado con un 1% de sacarosa) en
un modelo de crecimiento en placa in vitro. Para
los dos primeros experimentos de dosis respuesta
(Experimentos 1 y 2), los discos cubiertos con
placa fueron transferidos a un vial que contenı́a
agua Analar BDH (2 ml). El vial se sometió a
sonicación (20 segundos) para dispersar la placa,
y a continuación se determinó el crecimiento en
la placa mediante contaje de la viabilidad de las
bacterias plaqueadas en espiral sobre agar sangre.
Para el experimento final de dosis respuesta, experimento 3, sólo se evaluó el crecimiento en placa
sobre la superficie superior del disco (es decir, la
región recubierta con muestra). Esto se realizó
recogiendo placa con una torunda desde la parte
superior del disco, utilizando una torunda de alginato sódico, dispersando a continuación la placa
en agua Analar (2 ml) y contando tal como se ha
mencionado antes.
En los tres experimentos, la mayor dosis respuesta antiplaca se observó entre 0 y 1 µg de Cu
(sobrenadante). Se consiguió un 100% de inhibición del crecimiento en placa con 0,8 µg de Cu
(experimento 3).
Los resultados se muestran más abajo.
Experimentos 1 y 2
% de inhibición de crecimiento en placa
Cantidad de Cu
aportado (µg)
0
0,2
Exp. 1
0
42
Exp. 2
0
22
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Exp. 1
53
74
73
76
–
–
100
Exp. 2
78
100
90
–
80
100
–
Experimento 3
Cantidad de Cu
aportado (µg)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
% de inhibición de
crecimiento en placa
–
50
68
95
100
Ejemplo 2
Se mezclaron conjuntamente unas soluciones
de 8,99 g de CuSO4 .5H2 O en 100 ml de agua,
31,05 g de ZnSO4 .7H2 O en 100 ml de agua y 37
g de una solución de Ti(SO4 )2 al 15% en 100 ml
de agua. La mezcla se agitó a 2.000 rpm con un
agitador superior y se añadieron 155 ml de una
solución de NaOH 2 M a través de un embudo de
goteo. El resultado se colocó en una estufa a 95◦C
durante 40 horas y se trató como se ha indicado
en el procedimiento anterior.
Patrón de XRD
d/Å
7,28
5,11
4,14
3,59
3,21
Irel
100
4
13
33
24
d/Å
2,71
2,54
2,40
2,16
1,99
Irel
61
63
6
17
6
d/Å
1,80
1,74
1,56
1,53
1,49
Irel
18
8
22
10
11
Composición (por Análisis AA)
50
55
Zn
Cu
Ti
SO4
Na
Material volátil total
34,9%
12,7%
5,8%
8,3%
0,3%
28,0%
En base a los análisis por XRD y AA, se comprobó que el material correspondı́a a la fórmula:
60
Zn4,4 Cu1,6 Ti(OH)12 (SO4 )2 .3H2 O
65
4
Cantidad de Cu
aportado (µg)
0,5
1
2
3
4
4,6
5,8
7
ES 2 080 434 T3
REIVINDICACIONES
1. Nuevos compuestos de fórmula general
Cux Zny Ti(OH)12 (SO4 ,CO3 )2 .nH2 O
en la que x e y son cualquier número o fracción del
mismo mayor que 0 y menor que 6, siendo la suma
de x e y 6, y n es cualquier número comprendido
entre 1 y 6.
2. Los compuestos de la reivindicación 1, en
los que x varı́a de 1,5 a 4 e y de 4,5 a 2.
5
10
8
3. Los compuestos de la reivindicación 1, en
los que la relación y:x varı́a de 1 a 3.
4. Una composición antibacteriana que comprende una cantidad eficaz de un compuesto
según las reivindicaciones 1 a 3.
5. Una composición para el cuidado bucal que
comprende de 0,01 a 30% en peso de un compuesto según las reivindicaciones 1 a 3.
6. Empleo de un compuesto según las reivindicaciones 1 a 3 como agente antiplaca en productos
para el cuidado bucal.
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
65
Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
5